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材料组织变化型剥落的长寿命技术
更新时间:2015.12.04 新闻来源:

对于常规型组织变化剥落,如采用M50类高温用材料,则必然增加轴承的成本。提高准高温工作条件下轴承寿命的有效而廉价的途径是在GCrl5的成分基础上适当提高cr,Si,Mo等阻止碳扩散的元素含量,以阻止白色腐蚀区的形成来提高高温性能。为此,NTN及KOYO分别开发了准高温轴承钢NTJ2(SuJ2的基础上提高了铬含量),KUJ7(1.0Si,2.0Cr,0.5Mo),其在150—180℃的工作温度下寿命、尺寸稳定性等均优于200℃高温回火处理的GCrl5(SUJ2);NSK开发了SBSl(0.5Si,0.3Mo),在130℃下。为SUJ2的1.5~3倍。这类准高温钢特别适合于制造汽车发动机主轴、发电机用轴承。

  对于特异型白色组织剥落,其本质是氢致脆性,不利于润滑剂的分解、氢的扩散及聚集的因素或措施均能提高寿命。主要采取的措施有:

  (1)接触面镀镍,利用镀镍膜和在滚动接触过程中镍向内部扩散形成的富镍层阻止氢向金属中渗入,从而使钢中氢含量控制在发生氢致脆性剥落的临界氢含量Hc以下,寿命可提高4倍左右。

  (2)提高钢中铬含量,利用铬降低氢在钢中的扩散速率和在微缺陷处的聚集。

  (3)采用特殊的碳氮共渗,一方面利用碳氮共

  渗在表层形成大的压应力,阻止氢的渗入和扩散;另一方面利用密集细小的碳氮化物减少磨损,进而减少新鲜的金属表面的形成,降低金属的催化作用,使氢不易生成。如NSK开发的含铬较高的SHX3,施以特殊碳氮共渗(STF技术),其白色组织剥落寿命为SUJ2的10倍以上。

  (4)利用其他覆膜技术,如镀氮化钛、离子注人等,或减少金属的直接接触以抑制氢的生成,或阻止氢的渗入。图8为外圈滚道涂覆氧化物涂层的寿命试验结果,通过在滚道上形成氧化膜,避免新鲜金属表面接触,控制摩擦化学反应,抑制氢的产生,大幅度提高寿命。

  (5)在有电流或电荷存在的场合(如发电机轴承、电动机轴承),一方面可采取绝缘措施,如采用陶瓷滚动体,或在外圈外径面上涂覆氧化铝或树脂,减少金属间的接触或阻断电流通路,寿命明显提高,见图9旧1。另一方面使用加人纳米碳的导电脂,形成通电回路,连续综合静电,减小内、外圈的电位差,避免放电现象发生,达到限制氢产生的目的。

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